CN111696720B - 一种轻量化卷盘高压电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻量化卷盘高压电缆，是由缆芯以及包裹在缆芯外面的护套组成；所述缆芯是由中心支撑单元，围绕在中心支撑单元外部的多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元组成；所述多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元以中心支撑单元为圆心，绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍；所述护套为由内护套、纤维编织抗扭层以及外护套组成，优点：物理机械性能非常优异，包括强度、抗撕以及耐磨性能更高，重量更轻。

Description

一种轻量化卷盘高压电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆行业，尤其涉及港口机械设备用高压卷盘电缆，尤其涉及一种起重机用高压卷盘电缆。
背景技术
每年港口领域使用卷盘高压电缆的采购额超过1亿元，而这些目前高压卷盘电缆还基本上被国外企业所垄断。究其原因，国内电缆除了电缆生产工艺及生产设备落后外，电缆护套的性能也与国外存在巨大差异。
通常国外电缆护套采用氯丁橡胶或热塑性聚氨酯弹性体TPU作为电缆护套材料，氯丁的优点是弹性好，对缆芯的包裹力强，可以始终确保缆芯处于紧实状态，但氯丁的比重一般在 1.6g/mm3左右；而TPU的优点在于耐磨性好，即使在水泥地面上往复拖拽依然不会破损，同时比重只有1.2g/mm3，但TPU趋向于塑料特性，对缆芯持久的包裹性较差。而国内品牌的电缆鲜有采用高端品质的电缆护套材料，通常使用价格低廉的氯化聚乙烯作为电缆护套材料，产品的使用寿命差距可想而知。
因此假如存在一种电缆护套材料，既有氯丁橡胶的包裹性，同时又具备TPU的耐磨性能及低比重的特性，加上合理的电缆结构设计，必然可以大幅度提高电缆使用寿命，实现国产替代进口，并给港口领域节省采购成本，创造巨大的经济效益。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，利用移动电缆制造及使用经验，设计出结构合理，功能齐全的电缆结构，同时开发出一种耐磨高弹性橡胶型聚氨酯护套材料，使其同时满足橡胶的高弹性及TPU的高耐磨和低比重特性，提供给电缆超强的保护效果，同时降低电缆的重量，满足现代化港口机械发展的智能化、轻量化发展需求，为中国智能制造加快步伐。
技术方案：本发明所述的一种轻量化卷盘高压电缆，是由缆芯以及包裹在缆芯外面的护套组成；所述缆芯是由中心支撑单元，围绕在中心支撑单元外部的多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元组成；所述多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元以中心支撑单元为圆心，绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍；
动力线芯是由动力线导体、内屏蔽、动力线绝缘和外屏蔽组成；动力线导体绞合节径比 8-12倍；动力线导体外部依次包覆内屏蔽、动力线绝缘和外屏蔽；
所述地线芯由地线芯导体和地线芯导体半导胶组成；所述地线导体束丝节径比15-20倍，绞合节径比8-12倍；
所述光纤通信单元是由中心加强钢丝绳、围绕在中心加强钢丝绳外同心绞合的光纤束管以及光纤缆芯外的护套组成；
所述护套为由内护套、纤维编织抗扭层以及外护套组成，所述内护套直接包覆缆芯外部，所述纤维编织抗扭层包覆在内护套外部，所述外护套包覆在纤维编织抗扭层外部；其中纤维编织抗扭层是由高强度纤维编织而成，所述内护套与外护套采用聚氨酯材料制成。
进一步的，所述中心支撑单元是由中心高强度纤维以及外挤包要求尺寸结构热固性弹性体构成，高强度纤维提供抗拉力，热固性弹性体强度大于15MPa，硬度大于80度，所述中心高强度纤维是由多股高强度纤维构成，每股纤维抗拉力大于1500N，高强度纤维选用6000D 高强度纤维，所述热固性弹性体采用高强度高硬度橡胶。
进一步的，所述动力线芯中的动力线导体为5类软铜绞线，动力线绝缘为耐水高压乙丙橡胶，外屏蔽为可剥离半导电橡胶。
进一步的，所述地线芯中的地线半导电胶体积电阻小于100Ω·cm。
进一步的，所述光纤为单模光纤或多模光纤，光纤中的纤芯数为6-36芯。
进一步的，所述纤维编织抗扭层中的编织角度为30-50°。
一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，所述具体制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备复合要求的中心支撑单元、动力线芯、地线芯及光纤通信单元；具体如下：
a、中心支撑单元制备：中心高强度纤维为多股高强度纤维构成，多股高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求尺寸结构的高强度高硬度橡胶；
b、动力线芯与地线芯制备或选取：分别根据动力线芯结构和地线芯结构，绞合出对应结构的动力线芯和地线芯；
c、光纤通信单元制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元；
步骤二、成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯、多根地线芯、光纤通信单元以中心支撑单元为圆心绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套制备
在连续硫化生产线上，将成缆好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包缆芯外，形成内护套；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为30-50°，在内护套外部形成编织加强层；
步骤五、外护套的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的缆芯放入通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套。
进一步的，所述聚氨酯材料是由聚醚型聚氨酯橡胶100份；聚酯型聚氨酯橡胶2-5份；防老剂MB 1-3份；流动分散助剂1-2份；臭氧防护蜡2-4份；硫磺0.2-0.5份；硬脂酸0.5-1份；BIBP 0.5-1份；交联助剂1-2份；阻燃剂10-15份；白炭黑30-50份；偶联剂A172 1-2 份；钛白粉1-3份；耐温大红0.5-1份；紫外吸收剂0.5-1份；抗水解剂0.5-1份组成。
进一步的，所述聚氨酯材料中的聚醚型聚氨酯橡胶的门尼粘度40，聚酯型聚氨酯橡胶的门尼粘度60；流动分散助剂为RL16，为脂肪酸酰胺和脂肪皂的衍生物；所述交联助剂为TAIC；所述阻燃剂为硅烷改性氢氧化铝；所述白炭黑为沉淀法白炭黑；所述紫外吸收剂为UV196，为聚氨酯橡胶专用紫外线吸收剂；所述抗水解剂为碳化二亚胺。
有益效果：本发明提供了一种轻量化卷盘高压电缆及制备方法，通过优化的电缆结构设计，同时在电缆功能上复合了动力传输及光纤通信技术，结合本发明开发的橡胶型聚氨酯材料，其相比热塑性聚氨酯弹性体TPU具有更好的弹性，可以在移动电缆反复弯曲过程中提供更好的对缆芯的包裹力，从而延长电缆使用寿命。而相比普通橡胶护套材料，本发明又具有其不可比拟的物理机械性能，包括强度、抗撕以及耐磨性能都几倍优于目前通用的氯化聚乙烯橡胶。
采用本发明所生产的港口机械高压卷盘电缆，在2.5倍电缆直径的弯曲条件下，弯曲及耐磨寿命是普通氯丁橡胶的2～3倍，是TPU材料的1.5～2倍。而本发明的电缆总重量相比常规橡胶护套可以减重5-15％，可见本发明材料可以大大延长电缆使用寿命，同时降低起重机能耗10％以上，给客户带来更好的经济效益。而更长的使用寿命大大延长用户电缆的采购周期，预计每年可以节省港口电缆采购额50％以上。
附图说明
图1为本发明的结构图；
0、中心支撑单元；
1、动力线芯；11、动力线导体；12、内屏蔽；13、动力线绝缘；14、外屏蔽；
2、地线芯；21、地线芯导体；22、地线芯导体半导胶；
3、光纤通信单元；31、中心加强钢丝绳；32、光纤束管；34、光纤缆芯外的护套；
4、护套；41、内护套；42、纤维编织抗扭层；43、外护套。
具体实施方式
如图1所示，一种轻量化卷盘高压电缆，是由缆芯以及包裹在缆芯外面的护套4组成；所述缆芯是由中心支撑单元0，围绕在中心支撑单元0外部的多根动力线芯1、多根地线芯2 及光纤通信单元3组成；所述多根动力线芯1、多根地线芯2及光纤通信单元3以中心支撑单元0为圆心，绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍；
动力线芯1是由动力线导体11、内屏蔽12、动力线绝缘13和外屏蔽14组成；动力线导体11绞合节径比8-12倍；动力线导体11外部依次包覆内屏蔽12、动力线绝缘13和外屏蔽14；
所述地线芯2由地线芯导体21和地线芯导体半导胶22组成；所述地线导体束丝节径比 15-20倍，绞合节径比8-12倍；
所述光纤通信单元3是由中心加强钢丝绳31、围绕在中心加强钢丝绳31外同心绞合的光纤束管32以及光纤缆芯外的护套34组成；
所述护套4为由内护套41、纤维编织抗扭层42以及外护套43组成，所述内护套41直接包覆缆芯外部，所述纤维编织抗扭层42包覆在内护套41外部，所述外护套43包覆在纤维编织抗扭层42外部；其中纤维编织抗扭层42是由高强度纤维编织而成，所述内护套41与外护套43采用聚氨酯材料制成。
所述中心支撑单元0是由中心高强度纤维以及外挤包要求尺寸结构热固性弹性体构成，高强度纤维提供抗拉力，热固性弹性体强度大于15MPa，硬度大于80度，所述中心高强度纤维是由多股高强度纤维构成，每股纤维抗拉力大于1500N，高强度纤维选用6000D高强度纤维，所述热固性弹性体采用高强度高硬度橡胶；所述动力线芯1中的动力线导体11为5类软铜绞线，动力线绝缘13为耐水高压乙丙橡胶，外屏蔽14为可剥离半导电橡胶；所述地线芯 2中的地线半导电胶体积电阻小于100Ω·cm；所述光纤为单模光纤或多模光纤，光纤中的纤芯数为6-36芯；所述纤维编织抗扭层42中的编织角度为30-50°。
一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，所述具体制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备复合要求的中心支撑单元0、动力线芯1、地线芯2及光纤通信单元3；具体如下：
a、中心支撑单元0制备：中心高强度纤维为多股高强度纤维构成，多股高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求厚度的高强度高硬度橡胶；
b、动力线与地线芯2制备或选取：分别根据动力线芯1结构和地线芯2结构，绞合出对应结构的动力线芯1和地线芯2；
c、光纤通信单元3制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元3；
步骤二、成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯1、多根地线芯2、光纤通信单元3以中心支撑单元0为圆心绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套41制备
在连续硫化生产线上，将成缆好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包缆芯外，形成内护套41；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为30-50°，在内护套41外部形成编织加强层；
步骤五、外护套43的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套43。
进一步的，所述聚氨酯材料是由聚醚型聚氨酯橡胶100份；聚酯型聚氨酯橡胶2-5份；防老剂MB 1-3份；流动分散助剂1-2份；臭氧防护蜡2-4份；硫磺0.2-0.5份；硬脂酸0.5-1份；BIBP 0.5-1份；交联助剂1-2份；阻燃剂10-15份；白炭黑30-50份；偶联剂A172 1-2 份；钛白粉1-3份；耐温大红0.5-1份；紫外吸收剂0.5-1份；抗水解剂0.5-1份组成。
所述聚醚型聚氨酯橡胶型号M6015，门尼粘度40，聚酯型聚氨酯橡胶Z6001，门尼粘度 60；其中聚醚性聚氨酯具有更为优异的耐水解性、耐菌性以及耐低温性能，更加符合用于电缆护套材料；而聚酯型聚氨酯具有更为优异的力学性能，包括强度、抗撕以及耐磨性能等；因此本发明专利采用聚醚性聚氨酯为主，聚酯型聚氨酯为辅，通过两种聚氨酯的协同作用，得到综合性能优异的橡胶型聚氨酯护套材料；所述流动分散助剂为RL16，为脂肪酸酰胺和脂肪皂的衍生物，具有良好的内润滑和外润滑效果，大大提高胶料流动性；所述交联助剂为TAIC；所述白炭黑为沉淀法白炭黑；所述阻燃剂为硅烷改性氢氧化铝，牌号MH2008，它的使用可以提高配方的氧指数，满足一般线缆要求的单根垂直燃烧性能；所述紫外吸收剂为UV196，为聚氨酯橡胶专用紫外线吸收剂；所述抗水解剂为碳化二亚胺，可以提高聚氨酯材料的耐水解性，保持电缆露天环境使用下的性能稳定性。
实施例1
一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，所述具体制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备复合要求的1根中心支撑单元0、3根动力线芯1、2根地线芯2及1根光纤通信单元3；具体如下：
a、中心支撑单元0制备：中心高强度纤维为4股6000D高强度纤维构成，4股6000D高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求厚度的高强度高硬度橡胶；
b、动力线与地线芯2制备或选取：分别根据动力线芯1结构和地线芯2结构，绞合出对应结构的动力线芯1和地线芯2，动力线芯及地线绞合节径比8倍；
c、光纤通信单元3制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元3；
步骤二、成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯1、多根地线芯2、光纤通信单元3以中心支撑单元0为圆心绞合而成；其绞合节径比6倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套41制备
在连续硫化生产线上，将成缆好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包缆芯外，形成内护套41；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为50°，在内护套41外部形成编织加强层；
步骤五、外护套43的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套43。
其中，聚氨酯材料制成有效成分所涉及的原料及配重比为：聚醚型聚氨酯橡胶100份，聚酯型聚氨酯橡胶5份，防老剂MB 3份，流动分散助剂2份，臭氧防护蜡4份，硫磺0.5份，硬脂酸1份，BIBP 1份，交联助剂2份，阻燃剂10份，白炭黑50份，偶联剂A172 2份，钛白粉3份，耐温大红1份，紫外吸收剂1份。
聚氨酯材料的制备方法，具体如下：
a、混合：将100份聚醚型聚氨酯橡胶和5份聚酯型聚氨酯橡胶放入密炼机中进行充分混合；
b、一段混炼：在密炼机中加入防老剂MB 3份，臭氧防护蜡4份，硫磺0.5份，硬脂酸1份，交联助剂2份，阻燃剂10份，白炭黑50份，偶联剂A172 2份，钛白粉3份，耐温大红1份，紫外吸收剂1份；首先投放胶料及补强剂、偶联剂，混炼2min后投入剩余配合剂再次混炼至温度达到120℃排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时；其中，偶联剂A172在补强剂投入后再加入，并且混炼温度需要达到120℃以上，否则起不到对白炭黑等极性补强剂的表面改性作用；
c、二段混炼：在步骤b的基础上进行二段混炼，向密炼机中再加入BIBP 1份，流动分散助剂RL16 2份，在二段混炼温度至73-77℃进行排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时，得到聚氨酯材料用于电缆护套连硫挤出；
d、连硫挤出：在带有水汽平衡的连续硫化设备中进行电缆护套挤出电缆缆芯上，挤出机温度设定为50-75℃，硫化蒸汽压力1.0-1.2MPa，电缆缆芯的牵引速度4-6m/min，使聚氨酯材料分别包覆在缆芯以及编织加强层外部。
实施例2
一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，所述具体制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备复合要求的1根中心支撑单元0、3根动力线芯1、2根地线芯2及1根光纤通信单元3；具体如下：
a、中心支撑单元0制备：中心高强度纤维为5股6000D高强度纤维构成，5股6000D高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求厚度的高强度高硬度橡胶；
b、动力线芯与地线芯制备或选取：分别根据动力线芯1结构和地线芯2结构，绞合出对应结构的动力线芯1和地线芯2，动力线芯及地线绞合节径比10倍；
c、光纤通信单元制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元3；
步骤二、成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯1、多根地线芯2、光纤通信单元3以中心支撑单元0为圆心绞合而成；其绞合节径比7倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套41制备
在连续硫化生产线上，将成缆好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包缆芯外，形成内护套41；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为50°，在内护套41外部形成编织加强层；
步骤五、外护套43的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套43。
其中，聚醚型聚氨酯橡胶100份，聚酯型聚氨酯橡胶3.5份，防老剂MB 2份，流动分散助剂 1.5份，臭氧防护蜡3份，硫磺0.35份，硬脂酸0.7份，BIBP 0.7份，交联助剂1.5份，阻燃剂12.5份，白炭黑40份，偶联剂A172 1.5份，钛白粉2份，耐温大红0.75份，紫外吸收剂0.75份。
聚氨酯材料的制备方法，具体如下：
a、混合：将100份聚醚型聚氨酯橡胶和3.5份聚酯型聚氨酯橡胶放入密炼机中进行充分混合；
b、一段混炼：在密炼机中加入防老剂MB 2份，臭氧防护蜡3份，硫磺0.35份，硬脂酸0.7 份，交联助剂1.5份，阻燃剂12.5份，白炭黑40份，偶联剂A172 1.5份，钛白粉2份，耐温大红0.75份，紫外吸收剂0.75份；首先投放胶料及补强剂、偶联剂，混炼2min后投入剩余配合剂再次混炼至温度达到120℃排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时；其中，偶联剂A172在补强剂投入后再加入，并且混炼温度需要达到120℃以上，否则起不到对白炭黑等极性补强剂的表面改性作用；
c、二段混炼：在步骤b的基础上进行二段混炼，向密炼机中再加入BIBP 0.7份，流动分散助剂RL16 1.5份，在二段混炼温度至73-77℃进行排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时，得到聚氨酯材料用于电缆护套连硫挤出；
d、连硫挤出：在带有水汽平衡的连续硫化设备中进行电缆护套挤出电缆缆芯上，挤出机温度设定为50-75℃，硫化蒸汽压力1.0-1.2MPa，电缆缆芯的牵引速度4-6m/min，使聚氨酯材料分别包覆在缆芯以及编织加强层外部。
实施例3
一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，所述具体制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备复合要求的1根中心支撑单元0、3根动力线芯1、2根地线芯2及1根光纤通信单元3；具体如下：
a、中心支撑单元0制备：中心高强度纤维为6股6000D高强度纤维构成，6股6000D高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求厚度的高强度高硬度橡胶；
b、动力线芯与地线芯2制备或选取：分别根据动力线芯1结构和地线芯2结构，制备或选取出对应结构的动力线芯1和地线芯2，动力线芯1及地线绞合节径比12倍；
c、光纤通信单元3制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元3；
步骤二、将步骤选取或制备好的中心支撑单元0、动力线芯1、地线芯2、光纤通信单元3 制备成缆芯；
成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯1、多根地线芯2、光纤通信单元3以中心支撑单元 0为圆心绞合而成；其绞合节径比8倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套41制备
在连续硫化生产线上，将成缆好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包缆芯外，形成内护套41；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为50°，在内护套41外部形成编织加强层；
步骤五、外护套43的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套43。
其中，聚醚型聚氨酯橡胶100份，聚酯型聚氨酯橡胶2份，防老剂MB1份，流动分散助剂1 份，臭氧防护蜡2份，硫磺0.2份，硬脂酸0.5份，BIBP 0.5份，交联助剂1份，阻燃剂15份，白炭黑30份，偶联剂A172 1份，钛白粉1份，耐温大红0.5份，紫外吸收剂0.5份。
聚氨酯材料的制备方法，具体如下：
a、混合：将100份聚醚型聚氨酯橡胶和2份聚酯型聚氨酯橡胶放入密炼机中进行充分混合；
b、一段混炼：在密炼机中加入防老剂MB1份，臭氧防护蜡2份，硫磺0.2份，硬脂酸0.5 份，交联助剂1份，阻燃剂15份，白炭黑30份，偶联剂A172 1份，钛白粉1份，耐温大红0.5份，紫外吸收剂0.5份；首先投放胶料及补强剂、偶联剂，混炼2min后投入剩余配合剂再次混炼至温度达到120℃排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时；其中，偶联剂A172在补强剂投入后再加入，并且混炼温度需要达到120℃以上，否则起不到对白炭黑等极性补强剂的表面改性作用；
c、二段混炼：在步骤b的基础上进行二段混炼，向密炼机中再加入BIBP 0.5份，流动分散助剂1份，在二段混炼温度至73-77℃进行排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时，得到聚氨酯材料用于电缆护套连硫挤出；
d、连硫挤出：在带有水汽平衡的连续硫化设备中进行电缆护套挤出电缆缆芯上，挤出机温度设定为50-75℃，硫化蒸汽压力1.0-1.2MPa，电缆缆芯的牵引速度4-6m/min，使聚氨酯材料分别包覆在缆芯以及编织加强层外部。
实施例电缆性能数据与TPU和氯化聚乙烯护套电缆性能典型数据对比
Figure RE-GDA0002630608050000091
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：是由缆芯以及包裹在缆芯外面的护套组成；所述缆芯是由中心支撑单元，围绕在中心支撑单元外部的多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元组成；所述多根动力线芯、多根地线芯及光纤通信单元以中心支撑单元为圆心，绞合而成，其绞合节径比小于等于8倍；
所述动力线芯是由动力线导体、内屏蔽、动力线绝缘和外屏蔽组成；动力线导体绞合节径比8-12倍；动力线导体外部依次包覆内屏蔽、动力线绝缘和外屏蔽；
所述地线芯由地线芯导体和地线芯导体半导胶组成；所述地线芯导体束丝节径比15-20倍，绞合节径比8-12倍；
所述光纤通信单元是由中心加强钢丝绳、围绕在中心加强钢丝绳外同心绞合的光纤束管以及光纤缆芯外的护套组成；
所述护套为由内护套、纤维编织抗扭层以及外护套组成，所述内护套直接包覆缆芯外部，所述纤维编织抗扭层包覆在内护套外部，所述外护套包覆在纤维编织抗扭层外部；其中纤维编织抗扭层是由高强度纤维编织而成，所述内护套与外护套采用聚氨酯材料制成；
所述聚氨酯材料是由聚醚型聚氨酯橡胶100份；聚酯型聚氨酯橡胶2-5份；防老剂MB1-3份；流动分散助剂1-2份；臭氧防护蜡2-4份；硫磺0.2-0.5份；硬脂酸0.5-1份；BIBP0.5-1份；交联助剂1-2份；阻燃剂10-15份；白炭黑30-50份；偶联剂A1721-2份；钛白粉1-3份；耐温大红0.5-1份；紫外吸收剂0.5-1份；抗水解剂0.5-1份组成；
所述聚氨酯材料的制备方法，具体如下：
a、混合：将聚醚型聚氨酯橡胶和聚酯型聚氨酯橡胶放入密炼机中进行充分混合；
b、一段混炼：在密炼机中加入防老剂MB，臭氧防护蜡，硫磺，硬脂酸，交联助剂，阻燃剂，白炭黑，偶联剂A172，钛白粉，耐温大红，紫外吸收剂；首先投放胶料及补强剂、偶联剂，混炼2min后投入剩余配合剂再次混炼至温度达到120℃排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时；其中，偶联剂A172在补强剂投入后再加入，并且混炼温度需要达到120℃以上，否则起不到对白炭黑等极性补强剂的表面改性作用；
c、二段混炼：在步骤b的基础上进行二段混炼，向密炼机中再加入BIBP，流动分散助剂RL16，在二段混炼温度至73-77℃进行排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时，得到聚氨酯材料用于电缆护套连硫挤出；
d、连硫挤出：在带有水汽平衡的连续硫化设备中进行电缆护套挤出电缆缆芯上，挤出机温度设定为50-75℃，硫化蒸汽压力1.0-1.2MPa，电缆缆芯的牵引速度4-6m/min，使聚氨酯材料分别包覆在缆芯以及编织加强层外部。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：所述中心支撑单元是由中心高强度纤维以及其外挤包的要求尺寸结构热固性弹性体构成，高强度纤维提供抗拉力，热固性弹性体强度大于15MPa，硬度大于80度，所述中心高强度纤维是由多股高强度纤维构成，每股纤维抗拉力大于1500N，高强度纤维选用6000D高强度纤维，所述热固性弹性体采用高强度高硬度橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：所述动力线芯中的动力线导体为5类软铜绞线，动力线绝缘为耐水高压乙丙橡胶，外屏蔽为可剥离半导电橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：所述地线芯中的地线芯导体半导胶体积电阻小于100Ω·cm。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：所述光纤为单模光纤或多模光纤，光纤中的纤芯数为6-36芯。
6.根据权利要求1所述的一种轻量化卷盘高压电缆，其特征在于：所述纤维编织抗扭层中的编织角度为30-50°。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：
步骤1、按缆芯选取或制备符合要求的中心支撑单元、动力线芯、地线芯及光纤通信单元；具体如下：
a、中心支撑单元制备：中心高强度纤维为多股高强度纤维构成，多股高强度纤维不需绞合直接在挤出设备上挤出要求尺寸结构的高强度高硬度橡胶；
b、动力线芯与地线芯制备或选取：分别根据动力线芯结构和地线芯结构，绞合出对应结构的动力线芯和地线芯；
c、光纤通信单元制备或选取：选取或制备符合结构要求的光纤通信单元；
步骤二、成缆缆芯制备：缆芯是将多根动力线芯、多根地线芯、光纤通信单元以中心支撑单元为圆心绞合而成；其绞合节径比小于等于8倍，绞合方向为右向；
步骤三、内护套制备
在连续硫化生产线上，将准备好的缆芯通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包在缆芯外，形成内护套；
步骤四、编织加强层制备：
编织采用36锭编织机，每锭采用2根高强度纤维，编织角度为30-50°，在内护套外部形成编织加强层；
步骤五、外护套的制备
在连续硫化生产线上，将步骤四中外部具有编织加强层的电缆通过连续硫化生产线将聚氨酯材料挤包内护套外，形成外护套；
所述聚氨酯材料是由聚醚型聚氨酯橡胶100份；聚酯型聚氨酯橡胶2-5份；防老剂MB1-3份；流动分散助剂1-2份；臭氧防护蜡2-4份；硫磺0.2-0.5份；硬脂酸0.5-1份；BIBP0.5-1份；交联助剂1-2份；阻燃剂10-15份；白炭黑30-50份；偶联剂A1721-2份；钛白粉1-3份；耐温大红0.5-1份；紫外吸收剂0.5-1份；抗水解剂0.5-1份组成；
所述聚氨酯材料的制备方法，具体如下：
a、混合：将聚醚型聚氨酯橡胶和聚酯型聚氨酯橡胶放入密炼机中进行充分混合；
b、一段混炼：在密炼机中加入防老剂MB，臭氧防护蜡，硫磺，硬脂酸，交联助剂，阻燃剂，白炭黑，偶联剂A172，钛白粉，耐温大红，紫外吸收剂；首先投放胶料及补强剂、偶联剂，混炼2min后投入剩余配合剂再次混炼至温度达到120℃排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时；其中，偶联剂A172在补强剂投入后再加入，并且混炼温度需要达到120℃以上，否则起不到对白炭黑等极性补强剂的表面改性作用；
c、二段混炼：在步骤b的基础上进行二段混炼，向密炼机中再加入BIBP，流动分散助剂RL16，在二段混炼温度至73-77℃进行排胶，经开炼机、压延机及八辊冷片机后收入胶框中，停放24小时，得到聚氨酯材料用于电缆护套连硫挤出；
d、连硫挤出：在带有水汽平衡的连续硫化设备中进行电缆护套挤出电缆缆芯上，挤出机温度设定为50-75℃，硫化蒸汽压力1.0-1.2MPa，电缆缆芯的牵引速度4-6m/min，使聚氨酯材料分别包覆在缆芯以及编织加强层外部；
8.根据权利要求7所述的一种轻量化卷盘高压电缆的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯材料中的聚醚型聚氨酯橡胶的门尼粘度40，聚酯型聚氨酯橡胶的门尼粘度60；流动分散助剂为RL16，为脂肪酸酰胺和脂肪皂的衍生物；所述交联助剂为TAIC；所述阻燃剂为硅烷改性氢氧化铝；所述白炭黑为沉淀法白炭黑；所述紫外吸收剂为UV196，为聚氨酯橡胶专用紫外线吸收剂；所述抗水解剂为碳化二亚胺。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104036885A (zh) * 2012-07-13 2014-09-10 江苏亨通电力电缆有限公司 用于制造光电复合中压卷筒电缆的工艺方法
CN104672886A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 王红亚 一种阻尼橡胶
CN105038191A (zh) * 2015-09-21 2015-11-11 东莞市盟大塑化科技有限公司 一种无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法
CN108219224A (zh) * 2018-01-24 2018-06-29 茂联橡胶制品（深圳）有限公司 复合橡胶及其制备方法
CN108485244A (zh) * 2018-04-28 2018-09-04 广州顺力聚氨酯科技有限公司 阻燃型聚氨酯弹性体及其制备方法和应用
CN109494007A (zh) * 2018-10-26 2019-03-19 上海蓝昊电气有限公司 一种集控制与通信一体的港口用吊具电缆
CN110483860A (zh) * 2019-09-25 2019-11-22 扬州鑫润橡塑有限公司 一种输油软管及其加工工艺

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6720495B2 (ja) * 2015-10-07 2020-07-08 日立金属株式会社 モールド加工電線及びモールド加工ケーブル並びにモールド加工電線用電線及びモールド加工ケーブル用ケーブル
CN108102343A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 沈阳赛亚橡胶制品有限公司 一种耐高温聚醚型聚氨酯橡胶及其制备方法
CN108003602B (zh) * 2017-11-09 2021-02-05 河北邦泰氨纶科技有限公司 电缆、光缆护套用热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104036885A (zh) * 2012-07-13 2014-09-10 江苏亨通电力电缆有限公司 用于制造光电复合中压卷筒电缆的工艺方法
CN104672886A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 王红亚 一种阻尼橡胶
CN105038191A (zh) * 2015-09-21 2015-11-11 东莞市盟大塑化科技有限公司 一种无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法
CN108219224A (zh) * 2018-01-24 2018-06-29 茂联橡胶制品（深圳）有限公司 复合橡胶及其制备方法
CN108485244A (zh) * 2018-04-28 2018-09-04 广州顺力聚氨酯科技有限公司 阻燃型聚氨酯弹性体及其制备方法和应用
CN109494007A (zh) * 2018-10-26 2019-03-19 上海蓝昊电气有限公司 一种集控制与通信一体的港口用吊具电缆
CN110483860A (zh) * 2019-09-25 2019-11-22 扬州鑫润橡塑有限公司 一种输油软管及其加工工艺

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